2020年全球能源市場遭遇歷史性沖擊，中國的能源行業(yè)面對“十四五”電力規(guī)劃的窗口期，需要保持戰(zhàn)略定力，避免繼續(xù)在傳統(tǒng)煤電慢車道的“反復(fù)啟停”，盡快并入清潔低碳、安全高效的能源發(fā)展快車道。袁家海教授研究團(tuán)隊(duì)采用經(jīng)濟(jì)模型對中國更優(yōu)化的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并與國際環(huán)保組織綠色和平于2020年6月15日共同發(fā)布《中國電力安全經(jīng)濟(jì)性分析和保障路徑研究》報(bào)告（以下簡稱《報(bào)告》）。
《報(bào)告》指出，“十四五”期間為滿足尖峰負(fù)荷供應(yīng)而建設(shè)耗資數(shù)十億的燃煤電廠是極不經(jīng)濟(jì)的。若中國繼續(xù)存在2018年的電力缺口規(guī)模，即各省電力缺口總和2454萬千瓦，基于當(dāng)前技術(shù)可以通過更為經(jīng)濟(jì)合理的“需求響應(yīng)+延壽煤電”供應(yīng)方式來滿足缺口；若通過“開閘”新建煤電來為短時(shí)尖峰負(fù)荷缺口買單，不僅將進(jìn)一步增加能源轉(zhuǎn)型成本和氣候環(huán)境成本，并且從煤電機(jī)組全壽命周期（30年）的時(shí)間范圍看，預(yù)計(jì)將造成超過2000億元的投資浪費(fèi)。
“十四五”電力規(guī)劃應(yīng)如何保障電力供應(yīng)安全
“十三五”期間，中國電力需求快速增長、電力裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大，但是“整體電力過剩與尖峰電力短缺并存”的電力結(jié)構(gòu)性矛盾始終沒有得到解決，出現(xiàn)了“全年富電量，短時(shí)缺電力”的現(xiàn)象，即基礎(chǔ)負(fù)荷供應(yīng)充足甚至過剩、局部地區(qū)部分時(shí)段負(fù)荷供應(yīng)短缺，嚴(yán)重影響了中國的電力供應(yīng)安全。
進(jìn)入2020年后，新冠疫情對中國經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行影響極大。盡管各行業(yè)已有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，但內(nèi)需和出口的不景氣直接導(dǎo)致電力需求下降，拉低基礎(chǔ)用電負(fù)荷水平。而“新基建”有一定滯后性且規(guī)模有限，難以快速拉動電力需求；服務(wù)業(yè)用電需求回暖、數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鄉(xiāng)居民用電量穩(wěn)步增長會繼續(xù)拉高用電峰荷，造成中國出現(xiàn)用電負(fù)荷“谷段下沉、峰段升高”的情況，負(fù)荷峰谷差進(jìn)一步拉大。2020年是中國”十四五“電力規(guī)劃的窗口期。李克強(qiáng)總理在今年的政府工作報(bào)告中重點(diǎn)提到能源安全和與電力供應(yīng)相關(guān)的內(nèi)容[1]，保障電力供應(yīng)安全、滿足用電負(fù)荷需求也是“十四五”規(guī)劃的戰(zhàn)略目標(biāo)。在過去制定電力規(guī)劃時(shí)，煤電通常被視為實(shí)現(xiàn)中國能源安全和電力供應(yīng)安全的首選，但能源安全不僅意味著穩(wěn)定的電力供給滿足需求，也意味著建立科學(xué)、靈活、高效的電力運(yùn)行系統(tǒng)。在電力已經(jīng)總體過剩、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性矛盾導(dǎo)致用電負(fù)荷無法滿足的現(xiàn)狀下，繼續(xù)新建煤電無疑會加重電力冗余，導(dǎo)致電力系統(tǒng)整體效益進(jìn)一步下滑。“十四五”電力規(guī)劃應(yīng)如何在保障電力供應(yīng)安全的同時(shí)，兼顧減少經(jīng)濟(jì)損失并實(shí)現(xiàn)中國能源戰(zhàn)略的中長期發(fā)展目標(biāo)，是綠色和平關(guān)注的主要問題。
“火力”全開還是科學(xué)調(diào)峰？
世界能源領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化、清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢，中國過去幾年的煤電運(yùn)行小時(shí)數(shù)也大幅下降，由2014年的4746小時(shí)[2]下降到2019年的4384小時(shí)[3]。根據(jù)IRENA的預(yù)測，中國如果大力發(fā)展可再生能源，2030年煤電發(fā)電量占比將下降到43%[4]。假定2030年電力需求達(dá)到10萬億千瓦時(shí)，留給煤電的電量空間不超過4.3萬億千瓦時(shí)，這甚至低于2019年的煤電發(fā)電量（4.56萬億千瓦時(shí)）。結(jié)合疫情帶來的全球能源波動，袁家海教授研究團(tuán)隊(duì)預(yù)測，中國的煤電需求或已在2019年接近電量峰值。
同時(shí)，綠色和平基于國家發(fā)改委的公開數(shù)據(jù)計(jì)算[5]，2019年全國各省的年最大負(fù)荷合計(jì)為11.06億千瓦，而2019年中國的電力裝機(jī)總量高達(dá)20.1億千瓦，其中，單是火電機(jī)組的11.9億千瓦就已經(jīng)超過各省最大負(fù)荷總和。這說明解決問題的關(guān)鍵已不在于繼續(xù)擴(kuò)大煤電的裝機(jī)規(guī)模，而要從電力系統(tǒng)的整體角度出發(fā)，優(yōu)化電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)，在根源上解決電力缺口問題。
隨著煤電機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)下降、運(yùn)營成本上升、投資回報(bào)周期加長，如果繼續(xù)大量新增煤電項(xiàng)目，為短時(shí)出現(xiàn)的尖峰負(fù)荷缺口埋單，將忽視中國長期發(fā)展中的資源的整體利用效率和經(jīng)濟(jì)性等問題，進(jìn)一步加劇投資成本、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型成本和氣候環(huán)境成本，這應(yīng)引起各界的廣泛關(guān)注。
基于此，袁家海教授研究團(tuán)隊(duì)采用經(jīng)濟(jì)模型對中國更優(yōu)化的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并與綠色和平共同發(fā)布了《中國電力安全經(jīng)濟(jì)性分析和保障路徑研究》報(bào)告，旨在從資源經(jīng)濟(jì)性角度，基于保障用電負(fù)荷需求的電力供應(yīng)優(yōu)化方案，評估不同尖峰負(fù)荷供應(yīng)保障方案的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，以供行業(yè)和決策者參考。
結(jié)合需求響應(yīng)的電力保障路徑是最經(jīng)濟(jì)方案
《報(bào)告》從電力規(guī)劃與技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度，采用以最小發(fā)電成本為目標(biāo)、專注于經(jīng)濟(jì)性層面的電力資源規(guī)劃Screening Curve模型來量化電力資源的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，直觀透明地體現(xiàn)不同類型電力資源在電力供應(yīng)體系中的功能定位，明確各類電力資源在電力供應(yīng)組合中的排序，進(jìn)而優(yōu)化電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)。為更加精準(zhǔn)客觀地提出保障用電負(fù)荷需求的電力供應(yīng)優(yōu)化方案，并評估不同尖峰負(fù)荷供應(yīng)保障方案的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，《報(bào)告》選取當(dāng)前中國電力結(jié)構(gòu)和供需矛盾最為典型突出的代表——山東省作為實(shí)際案例，進(jìn)行保障用電負(fù)荷需求的電力供應(yīng)優(yōu)化方案的經(jīng)濟(jì)性研究，得到山東省電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)成本最小化的保障方案，并以此為基礎(chǔ)，對山東省電力供應(yīng)中尖峰負(fù)荷缺口提出更為科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的解決方案。
《報(bào)告》假設(shè)山東省存在500萬千瓦的尖峰負(fù)荷供應(yīng)缺口，設(shè)定5種電力供應(yīng)保障方案，通過計(jì)算這5種方案不同的負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的資源年化總成本來比較不同方案的經(jīng)濟(jì)性。研究結(jié)果顯示，以持續(xù)時(shí)間100小時(shí)的500萬千瓦電力負(fù)荷缺口為例， “需求響應(yīng)（270萬千瓦）+延壽煤電（230萬千瓦）”方案的年化成本最低，為3.25億元；“新建燃煤機(jī)組5x100萬千瓦”方案的年化成本最高，為17.55億元，其中固定成本高達(dá)16億元。
從國家整體的尖峰負(fù)荷需求來看：
為滿足尖峰負(fù)荷供應(yīng)而建設(shè)耗資數(shù)十億的燃煤電廠，是極其不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)該立足綜合資源戰(zhàn)略規(guī)劃，源網(wǎng)荷儲用有機(jī)銜接的規(guī)劃，從而滿足中國電力安全需求；
需求響應(yīng)無須前期投資建設(shè)，對于平衡尖峰電力供需有很好的響應(yīng)能力，隨著可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)和負(fù)荷峰谷差拉大，需求響應(yīng)措施可以減少電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行投入，是滿足短時(shí)尖峰負(fù)荷需求的首選資源；
當(dāng)尖峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間延長，以“需求響應(yīng)+延壽煤電”的供應(yīng)方式來滿足尖峰負(fù)荷是更為經(jīng)濟(jì)合理的，并且其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢會隨著尖峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間的延長愈發(fā)突出；
從中國整體尖峰負(fù)荷需求來看，若中國繼續(xù)存在2018年的電力缺口規(guī)模，即各省電力缺口總和2454萬千瓦，用新增煤電來滿足尖峰負(fù)荷缺口將造成約每年70.2億元的投資浪費(fèi)；如果從煤電機(jī)組全壽命周期（30年）的時(shí)間范圍看，預(yù)計(jì)將造成共計(jì)2106億元的浪費(fèi)。
因此，從滿足電力供應(yīng)安全的角度來看，“十四五”期間應(yīng)謹(jǐn)慎核準(zhǔn)新增煤電項(xiàng)目，充分發(fā)揮現(xiàn)有供電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，結(jié)合需求側(cè)響應(yīng)設(shè)定科學(xué)的電力保障路徑，將可節(jié)約上千億的投資成本，并大大增強(qiáng)未來中國電力體系的靈活性。
基于研究結(jié)果，《報(bào)告》建議：
疫情沖擊用電需求，“十四五”電力規(guī)劃要重新審視電力增長情況
受疫情影響，中國的消費(fèi)和對外貿(mào)易的增長態(tài)勢均有所下滑，直接導(dǎo)致全社會用電需求的下降。在考慮到國家整體經(jīng)濟(jì)潛在增速降低、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變以及新一輪基建項(xiàng)目的輻射作用等多方宏觀因素的疊加消漲效應(yīng)，“十四五”電力規(guī)劃要基于當(dāng)前的宏觀經(jīng)濟(jì)基本面來制定電力發(fā)展目標(biāo)和路徑，重新審視電力需求增長、用電負(fù)荷特性、電力資源功能等的變化。
改變電力供應(yīng)安全的單一思路，經(jīng)濟(jì)合理地保障電力資源充裕
“十四五”電力規(guī)劃應(yīng)從電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性調(diào)整入手來解決電力供應(yīng)安全問題，重新審視傳統(tǒng)的滿足100%最大負(fù)荷供應(yīng)平衡的規(guī)劃思路，將需求響應(yīng)納入?yún)^(qū)域規(guī)劃，根據(jù)需求響應(yīng)等手段削減尖峰用電負(fù)荷的有效能力，下調(diào)負(fù)荷平衡條件。
繼續(xù)完善市場機(jī)制打破省間壁壘，提高跨區(qū)輸電通道利用效率
跨區(qū)輸電是解決新能源消納、加強(qiáng)區(qū)域資源互濟(jì)的重要渠道，并且其輸送的清潔電力的價(jià)格通常要低于本地的標(biāo)桿電價(jià)，在市場化的競爭中有明顯的成本優(yōu)勢。因此，要繼續(xù)完善的電力中長期交易、現(xiàn)貨交易等市場機(jī)制，發(fā)揮跨區(qū)輸電的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢，打破省間壁壘。
煤電要發(fā)揮主體電源作用，發(fā)展重心從裝機(jī)擴(kuò)容轉(zhuǎn)向功能調(diào)整
在未來經(jīng)濟(jì)增長和用電需求的情況下，不宜繼續(xù)擴(kuò)大煤電規(guī)模，繼續(xù)新增煤電會拉低整個(gè)煤電行業(yè)的效益；煤電的發(fā)展重心應(yīng)從裝機(jī)擴(kuò)容轉(zhuǎn)向功能調(diào)整。同時(shí)，加快自備電廠的市場化，依法依規(guī)將其轉(zhuǎn)變?yōu)楣秒姀S，參與電網(wǎng)安全調(diào)峰工作。
建立公平合理的容量機(jī)制，釋放價(jià)格信號
公平合理的容量機(jī)制有利于發(fā)電主體按照各自功能從現(xiàn)貨市場和容量市場獲取相應(yīng)收益，真正還原電力的商品屬性且兼顧電力“實(shí)時(shí)平衡”的商品特性。應(yīng)該建立健全的容量機(jī)制，促進(jìn)形成類似“需求響應(yīng)+延壽煤電”的方案來更經(jīng)濟(jì)地滿足尖峰負(fù)荷需求，避免出現(xiàn)“建設(shè)煤電機(jī)組來應(yīng)對短時(shí)電力供應(yīng)短缺”的不合理情況。
報(bào)告全文下載：
中國電力供應(yīng)安全的經(jīng)濟(jì)分析與保障路徑研究
參考資料：
[1] 中國政府網(wǎng). 政府工作報(bào)告（文字實(shí)錄）. 2020年5月. http://www.gov.cn/premier/2020-05/22/content_5513757.htm
[2] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2014年電力統(tǒng)計(jì)基本數(shù)據(jù)一覽表. 2015年11月
http://www.cec.org.cn/guihuayutongji/tongjxinxi/niandushuju/2015-11-30/146012.html
[3] 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 中電聯(lián)發(fā)布2019-2020年度全國電力供需形勢分析預(yù)測報(bào)告. 2020年1月
http://www.cec.org.cn/guihuayutongji/gongxufenxi/dianligongxufenxi/2020-01-21/197090.html
[4] 北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng). 走向2030：中國可再生能源路線圖. 2016年7月.
http://news.bjx.com.cn/html/20160727/755590.shtml
[5] 中華人民共和國發(fā)展和改革委員會. 國家發(fā)展改革委關(guān)于做好2020年電力中長期合同簽訂工作的通知. 2019年12月.
https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201912/t20191230_1216857.html
